DE20300806U1

DE20300806U1 - Powerful LED lamp with at least two circuit boards, carrying numerous LEDs secured to lamp cap, with second circuit board mounted in spaced manner from first circuit board surface fitted with LEDs

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Publication number: DE20300806U1
Application number: DE20300806U
Authority: DE
Original assignee: WARNKING ELEKTROTECHNIK GmbH
Current assignee: WARNKING ELEKTROTECHNIK GmbH
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2013-01-21

Abstract

The lamp (1) comprises cap (2), to which are secured at least two circuit boards (5,9) fitted with numerous LEDs (6). The second circuit board (5) surface, fitted with LEDs. Pref. second circuit board extends in plane parallel to main radiation direction (A) of LEDs located on first circuit board. The LEDs may have each a housing with integral lens and second circuit board may have an edge forming plug of plug connector.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtmittel mit einem Sockel und wenigstens zwei an dem Sockel befestigten und mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden bestückten Leiterplatten. Ein solches Leuchtmittel ist z.B. aus US-Design Patent 434 510 bekannt.The present invention relates to a lamp with a base and at least two on the base attached and equipped with a plurality of light emitting diodes. Such a lamp is e.g. known from US design patent 434 510.

Seitdem in den letzten Jahren lichtstarke weiße Leuchtdioden entwickelt wurden, werden Leuchtdioden in zunehmendem Maße als Ersatz für herkömmliche Leuchtmittel wie etwa Glühlampen, Leuchtstoffröhren etc. in Betracht gezogen. Die Kosten solcher weißer Leuchtdioden sind zwar zur Zeit im Verhältnis zu ihrer Lichtleistung noch wesentlich höher als die herkömmlicher Leuchtmittel, dem stehen jedoch als Vorteile ein ausgezeichneter Wirkungsgrad und eine sehr hohe Lebensdauer der Leuchtdioden gegenüber. Die hohe Lichtausbeute prädestiniert die weißen LEDs zunächst für Anwendungen wie etwa Taschenlampen, Grubenlampen etc., die im Allgemeinen mit Batterien betrieben werden, und bei denen die Verwendung von LEDs im Vergleich zu Glühfaden-Leuchtmitteln drastisch verlängerte Betriebsdauern der Batterien ermöglichen.Since then, bright white LEDs have been used in recent years LEDs have been increasingly used as replacements for conventional Illuminants such as incandescent lamps, fluorescent tubes etc. taken into consideration. The cost of such white LEDs is true currently in proportion for their light output even higher than that of conventional ones Illuminants, however, are excellent as advantages Efficiency and a very long service life of the LEDs. The high light output predestined the white ones LEDs first for applications such as flashlights, miner's lamps, etc., which generally use Batteries are operated and where the use of LEDs compared to filament lamps drastically lengthened Allow battery life.

Eine weitere Besonderheit der LEDs, die ihre frühe Verwendung in derartigen Geräten begünstigte, ist, dass bei derartigen Lampen im Allgemeinen eine eng gebündelte Abstrahlung gewünscht ist, und dass LEDs von Natur aus einen eng begrenzten Abstrahlwinkel von ca. 5 – 30° aufweisen, der es ermöglicht, einen gebündelten Lichtstrahl sogar ohne Reflektor zu erzeugen.Another special feature of the LEDs, their early Use in such devices beneficiary is that such lamps generally have a narrow beam required is, and that LEDs inherently have a narrow beam angle 5 - 30 °, that enables one bundled Generate light beam even without a reflector.

Genau diese Eigenschaft hat bislang die Verwendung von Leuchtdioden in Leuchtmitteln für die allgemeine Raumbeleuchtung behindert, bei denen es auf eine möglichst gleichmäßige Lichtverteilung ankommt. Derartige Leuchtmittel, die z.B. anstelle einer herkömmlichen Glühlampe einsetzbar sein sollen, benötigen eine große Zahl von einzelnen Leuchtdioden, die sehr exakt in unterschiedliche Raumwinkel ausgerichtet sein müssen, um zu verhindern, dass sich die Lichtkegel einzelner LEDs überschneiden bzw. an anderer Stelle Schattenzonen entstehen.This is exactly what has so far the use of light emitting diodes in lamps for general Room lighting hampers where there is a possible uniform light distribution arrives. Such illuminants, e.g. instead of a conventional one light bulb should be usable a big Number of individual light emitting diodes that are very precise in different ones Solid angles must be aligned, to prevent the light cones of individual LEDs from overlapping or elsewhere shadow zones arise.

Bei dem aus US-Design Patent 434 510 bekannten Leuchtmittel wird versucht, eine gleichmäßige Ausleuchtung eines großen Raumwinkels zu realisieren, indem einerseits eine erste Leiterplatte, die senkrecht zur Achse des Leuchtmittels angeordnet ist, mit einer großen Zahl von im wesentlichen in Richtung der Achse strahlen Leuchtdioden bestückt ist, und an der nicht mit Leuchtdioden bestückten Rückseite dieser ersten Leiterplatte mehrere zu ihr parallele Leiterplatten angeordnet sind, an deren Ränder jeweils Kränze von Leuchtdioden angeordnet sind, deren Anschlussleiter abgebogen sind, so dass die Leuchtdioden im wesentlichen radial nach außen in Bezug auf die Längsachse des Leuchtmittels strahlen. Ein solches Leuchtmittel ist aufwändig in der Fertigung, da von den nur am Rand bestückten Leiterplatten mehrere benötigt werden, um eine für eine gleichmäßige Abstrahlung in einem großen Raumwinkelbereich benötigte Zahl von Leuchtdioden unterbringen zu können. Auch die parallele Montage der Leiterplatten ist aufwändig und kostspielig. Ein solches Leuchtmittel kann daher nicht zu Preisen angeboten werden, die eine Verwendung zur Raumbeleuchtung wirtschaftlich macht.In the US design patent 434 510 known illuminants are trying to achieve uniform illumination of a big one Realize solid angle by on the one hand a first circuit board, which is arranged perpendicular to the axis of the lamp, with a huge Number of light-emitting diodes which radiate essentially in the direction of the axis is equipped, and on the back of this first circuit board, which is not equipped with light-emitting diodes several circuit boards parallel to it are arranged at the edges of each wreaths are arranged by light-emitting diodes, whose connecting conductors are bent are so that the light emitting diodes are substantially radially outward in relation on the longitudinal axis of the illuminant shine. Such a lamp is expensive in manufacturing, since several of the printed circuit boards are only populated at the edge needed to be one for an even radiation in a big one Solid angle range needed To accommodate number of LEDs. The parallel installation of the Printed circuit boards are complex and expensive. Such a lamp can therefore not be priced are offered, the use for room lighting economically makes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leuchtmittel der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das sich für eine vollautomatische Fertigung eignet und daher preiswert angeboten werden kann, und das eine gleichmäßige Ausleuchtung eines großen Raumwinkelbereichs mit einfachen konstruktiven Mitteln ermöglicht.Object of the present invention is to create a lamp of the type specified at the beginning, that is for fully automatic production is suitable and therefore offered at low cost can be, and that a uniform illumination of a large solid angle range made possible with simple constructive means.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass von den wenigstens zwei Leiterplatten des erfindungsgemäßen Leuchtmittels die zweite Leiterplatte von einer mit Leuchtdioden bestückten Oberfläche der ersten Leiterplatte abstehend, vorzugsweise in etwa rechtwinklig abstehend, montiert ist. Eine Beeinträchtigung der Abstrahlung der auf der ersten Leiterplatte montierten Leuchtdioden ergibt sich daraus nicht, da die Leuchtdioden im Gegensatz zu herkömmlichen Glühfaden- oder Fluoreszenzleuchtmitteln gebündelt abstrahlen und daher an der ersten Leiterplatte leicht so montiert werden können, dass ihre Lichtkegel die zweite Leiterplatte im wesentlichen nicht schneiden. Besonders geeignet für eine solche Konstruktion sind Leuchtdioden, die in an sich bekannter Weise ein Gehäuse mit einteilig geformter Linse aufweisen.The object is achieved in that of the at least two printed circuit boards of the lamp according to the invention the second circuit board from a surface equipped with LEDs protruding first printed circuit board, preferably approximately at right angles protruding, is mounted. An impairment of the radiation of the LEDs mounted on the first printed circuit board result not because the LEDs are unlike conventional ones Filament or fluorescent lamps bundled blast and therefore easily mounted on the first circuit board can be that their cone of light essentially doesn't the second circuit board to cut. Particularly suitable for such a construction are light emitting diodes, which are known per se Way a housing have with one-piece molded lens.

Um einen Versorgungsstrom für die Leuchtdioden zuzuführen, weist wenigstens eine der Leiterplatten vorzugsweise eine als Stecker einer Steckverbindung ausgebildete Kante auf. Eine hierzu komplementäre Buchse kann am Sockel des Leuchtmittels selbst oder an einer anderen Leiterplatte montiert sein.A supply current for the LEDs supply, preferably has at least one of the printed circuit boards as a plug a connector formed edge. A socket complementary to this can be on the base of the lamp itself or on another circuit board be mounted.

Besonders bevorzugt ist, dass die Leiterplatten von einem Streuschirm umgeben ist, um die Lichtkegel der einzelnen Leuchtdioden diffus zu streuen und so eine gleichmäßige Abstrahlung zu realisieren. Da Leuchtdioden im Vergleich zu Glühfaden- oder Fluoreszenzleuchtmitteln einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, ist die Erwärmung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels wesentlich geringer als die eines konventionellen Leuchtmittels gleicher Lichtleistung, und die Wärmeabgabe ist vergleichsweise gering. Daher kann der Streuschirm vorteilhaft aus einem preiswerten, leichten und unzerbrechlichen Kunststoffmaterial gefertigt sein.It is particularly preferred that the Printed circuit boards are surrounded by a diffusing screen around the light cone of the individual light-emitting diodes to be diffused and thus a uniform radiation to realize. Since LEDs compared to filament or fluorescent lamps have a high efficiency, is the warming of the illuminant according to the invention much lower than that of a conventional lamp same light output, and the heat output is comparative low. Therefore, the diffuser can advantageously be made from an inexpensive, light and unbreakable plastic material.

Um die Leiterplatten im Inneren des Streuschirms stabil zu halten und Kontaktstörungen auch bei einer starken Erschütterung, beispielsweise einem Sturz des Leuchtmittels, zu verhindern, ist der Streuschirm vorzugsweise mit einer nach innen gerichteten, eine Kante wenigstens einer der Leiterplatten umgreifenden Klaue, versehen.To the circuit boards inside the To keep the parasol stable and contact disturbances even with a strong vibration, for example, to prevent the lamp from falling the diffuser preferably with an inward facing one Edge of at least one of the circuit board engaging claw.

Der Streuschirm ist vorzugsweise von im wesentlichen kugel- oder zylinderförmiger Gestalt, um dem Leuchtmittel ein Erscheinungsbild ähnlich dem herkömmlicher Glühlampen zu verleihen.The diffuser is preferred of essentially spherical or cylindrical Shape to give the lamp an appearance similar to that of conventional ones lightbulbs to rent.

Auch der Sockel des Leuchtmittels sollte angepasst sein für eine Montage des Leuchtmittels in einer Standard-Glühlampenfassung, so dass das erfindungsgemäße Leuchtmittel unterschiedslos als Ersatz für eine herkömmliche Glühlampe verwendet werden kann.Also the base of the lamp should be adapted for assembly of the illuminant in a standard bulb socket, so that the illuminant according to the invention indiscriminately as a replacement for a conventional one light bulb can be used.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Other features and advantages of Invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:

1 eine halb geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels; 1 a half-sectional side view of a lamp according to the invention;

2 eine auseinandergezogene Darstellung des Leuchtmittels aus 1; 2 an exploded view of the lamp 1 ;

3 eine auseinandergezogene Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels; und 3 an exploded view of a second embodiment of the lamp according to the invention; and

4 einen Schnitt durch eine dritte Ausgestaltung des Leuchtmittels. 4 a section through a third embodiment of the lamp.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels teils in einer Seitenansicht, teils im Schnitt entlang einer Längsmittelachse A. Das Leuchtmittel 1 hat einen Sockel 2 in Form eines Schraubgewindes zum Einschrauben in eine gebräuchliche Glühlampenfassung, z.B. vom Typ E27 oder E14. Generell kann anstelle des Schraubgewindes der Sockel mit beliebigen Kontaktmitteln versehen sein, die in einem bestimmten Land oder in einem bestimmten Anwendungsgebiet für die elektrische Kontaktierung von Glühlampen gebräuchlich ist (z.B. mit einem Bajonett-Stecksystem). 1 shows a first embodiment of the lamp according to the invention partly in a side view, partly in section along a longitudinal central axis A. The lamp 1 has a base 2 in the form of a screw thread for screwing into a common light bulb socket, e.g. of type E27 or E14. In general, instead of the screw thread, the base can be provided with any contact means which is customary in a certain country or in a specific area of application for the electrical contacting of incandescent lamps (for example with a bayonet plug system).

An den Schraubsockel 2 schließt sich ein kegelstumpfförmiges Gehäuse 3 aus lichtundurchlässigem Kunststoff an. An der offenen großen Grundfläche des Kegels ist ein nach innen gerichteter umlaufender Steg 4 gebildet, der eine erste Leiterplatte 5 abstützt. Die Leiterplatte 5 ist an ihrer Oberseite dicht mit Leuchtdioden 6 bestückt, an ihrer Unterseite befindet sich ein (nicht dargestellter) Gleichrichter sowie ggf. andere Schaltungskomponenten, die zur Umwandlung einer über die Kontakte des Sockels 2 zugeführten Wechselspannung in eine zum Betrieb der Leuchtdioden 6 geeignete Gleichspannung benötigt werden. Die Leuchtdioden 6 sind vom bekannten Typ mit zylindrischem, durch eine halbkugelförmige Linse abgeschlossenem Gehäuse. Sie sind jeweils so montiert, dass sie einen auf der Leiterplatte 5 senkrecht stehenden, zur Längsmittelachse A parallelen Lichtkegel emittieren.On the screw base 2 closes a frustoconical housing 3 made of opaque plastic. On the open, large base area of the cone is an inward-facing circumferential web 4 formed of a first circuit board 5 supported. The circuit board 5 is sealed with LEDs on its top 6 equipped, on its underside there is a (not shown) rectifier and possibly other circuit components, which are used to convert a via the contacts of the base 2 supplied AC voltage in a to operate the LEDs 6 suitable DC voltage is required. The light emitting diodes 6 are of the known type with a cylindrical housing closed by a hemispherical lens. They are each mounted so that they are one on the circuit board 5 emit a vertical cone of light parallel to the longitudinal central axis A.

Der Rand der Leiterplatte 5 ist eingeklemmt zwischen dem umlaufenden Steg 4 und dem Rand eines becher- bzw. zylinderförmigen Streuschirms 7, der in einer Nut 8 des Kegels 3 verrastet ist. Der Streuschirm 7 besteht aus lichtdurchlässigem, trüben Kunststoffmaterial. Er dient einerseits dazu, das von den einzelnen Leuchtdioden 6 gebündelt abgegebene Licht diffus zu streuen, andererseits schützt er die Leuchtdioden in seinem Inneren vor Beschädigung, etwa bei einem Sturz.The edge of the circuit board 5 is jammed between the surrounding web 4 and the edge of a cup-shaped or cylindrical diffuser 7 that is in a groove 8th of the cone 3 is locked. The diffuser 7 consists of translucent, cloudy plastic material. On the one hand, it is used by the individual light-emitting diodes 6 to distribute the emitted light diffusely, on the other hand it protects the light-emitting diodes inside from damage, for example in the event of a fall.

Eine zweite Leiterplatte 9 steht auf der ersten Leiterplatte 5 senkrecht. Sie erstreckt sich von der ersten Leiterplatte 5 bis zur gegenüberliegenden Stirnseite des Streuschirms 7 und ist auf beiden Oberflächen mit Leuchtdioden 6 bestückt, die parallel zueinander und im wesentlichen senkrecht zur Längsmittelachse A strahlen.A second circuit board 9 is on the first circuit board 5 perpendicular. It extends from the first circuit board 5 to the opposite end of the diffuser 7 and is on both surfaces with LEDs 6 equipped that radiate parallel to each other and substantially perpendicular to the longitudinal central axis A.

2 zeigt die Anordnung der Leiterplatten 5, 9 und des Streuschirms 7 deutlicher anhand einer auseinandergezogenen Darstellung, in der die Leuchtdioden der Übersichtlichkeit halber fortgelassen sind. Auf der kreisrunden ersten Leiterplatte 5 ist mittig eine Steckbuchse 10 angebracht. Ein an der unteren Kante der zweiten Leiterplatte 9 gebildeter Vorsprung ist mit Kontaktleiterstreifen 11 versehen und so als Stecker 12 zum Einführen in die Steckbuchse 10 ausgebildet, über den die Stromversorgung der Leuchtdioden auf der zweiten Leiterplatte 9 verläuft. 2 shows the arrangement of the circuit boards 5 . 9 and the diffuser 7 more clearly on the basis of an exploded representation in which the light-emitting diodes have been omitted for the sake of clarity. On the circular first circuit board 5 is a socket in the middle 10 appropriate. One on the bottom edge of the second circuit board 9 The protrusion formed is with contact strip 11 provided and so as a connector 12 for insertion into the socket 10 formed, via which the power supply of the LEDs on the second circuit board 9 runs.

Der Streuschirm 7 ist an seiner Innenseite mit Halteklauen 13 versehen, hier in Form von paarigen Vorsprüngen, die jeweils einander gegenüberliegend an der zylindrischen Wand sowie an der Stirnseite des Streuschirms 7 einteilig angeformt sind. Bei der Montage des Streuschirms 7 greifen die Kanten der zweiten Leiterplatte 9 zwischen die Vorsprünge der Halteklauen 13 ein und verhindern so, dass bei starken Erschütterungen des Leuchtmittels die Leiterplatte 9 in der Steckbuchse 10 verrutscht.The diffuser 7 is on the inside with claws 13 provided, here in the form of paired projections, each opposite each other on the cylindrical wall and on the front of the diffuser 7 are molded in one piece. When installing the diffuser 7 grab the edges of the second circuit board 9 between the projections of the holding claws 13 and thus prevent the circuit board from strong vibrations of the lamp 9 in the socket 10 slip.

3 zeigt eine Variante des Leichtmittels aus 2 mit zwei auf der ersten Leiterplatte 5 senkrecht stehenden Leiterplatten 14, 15. Die Leiterplatten sind jeweils entlang der Längsmittelachse A mit sich über ihre halbe Länge erstreckenden Schlitzen 16 versehen, so dass die Leiterplatten 14, 15 kreuzweise übereinander gesteckt werden können. Die Zahl der Halteklauen 13 am Streuschirm 7 ist vergrößert, um die Kanten beider Leiterplatten 14, 15 sicher halten zu können. Der Aufbau dieser Ausgestaltung ist zwar komplizierter als der der 2, doch ermöglicht er, sofern die Abmessungen der Leiterplatten 5, 14, 15 im Verhältnis zu denen der Leuchtdioden groß genug sind, die Unterbringung einer größeren Zahl von Leuchtdioden in einem gegebenen Volumen des Streuschirms 7 als die Ausgestaltung der 2. 3 shows a variant of the light agent 2 with two on the first circuit board 5 vertical PCBs 14 . 15 , The printed circuit boards are each along the longitudinal central axis A with slots extending over half their length 16 provided so that the circuit boards 14 . 15 can be placed crosswise one above the other. The number of holding claws 13 on the diffuser 7 is enlarged to the edges of both circuit boards 14 . 15 to be able to hold safely. The structure of this configuration is more complicated than that 2 , but it allows, provided the dimensions of the circuit boards 5 . 14 . 15 in relation to those of the light emitting diodes are large enough to accommodate a larger number of light emitting diodes in a given volume of the diffusing screen 7 than the design of the 2 ,

Eine dritte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels ist in 4 im Schnitt gezeigt. Der Sockel 2 und der Kegel 3 sind identisch mit denen der 1. Drei Leiterplatten 17 bilden eine von der großen Grundfläche her ins Innere des Kegels 3 eintauchende Ecke eines Würfels und sind an ihren einander zugewandten Innenflächen mit Leuchtdioden 6 bestückt. Die Lichtkegel der Leuchtdioden einer Leiterplatte 17 erstrecken sich so jeweils streifend entlang der zwei anderen Leiterplatten und treffen auf den Schirm 7, wo das Licht diffus in alle Richtungen gestreut wird.A third embodiment of the illuminant according to the invention is shown in 4 shown in section. The base 2 and the cone 3 are identical to those of the 1 , Three circuit boards 17 form one from the large base area inside the cone 3 immersed corner of a cube and are on their mutually facing inner surfaces with LEDs 6 stocked. The light cones of the light emitting diodes of a printed circuit board 17 each streak along the other two circuit boards and meet the screen 7 where the light is diffusely scattered in all directions.

Als eine weitere, nicht gezeigte Variante der Ausgestaltung aus 4 wäre denkbar, die Winkel, unter denen die Leiterplatten 17 aufeinandertreffen, größer als 90°, z.B. bis zu 120°, zu wählen, und/oder anstelle von drei Leiterplatten 17 nur zwei vorzusehen, die einander entlang einer zur Längsmittelachse A senkrechten Linie schneiden.As a further, not shown variant of the design 4 would be conceivable the angles at which the circuit boards 17 meet, greater than 90 °, for example up to 120 °, and / or instead of three printed circuit boards 17 to provide only two that intersect each other along a line perpendicular to the longitudinal central axis A.

Claims

Illuminant ( 1 ) with a base ( 2 ) and at least a first and a second attached to the base and with a plurality of light emitting diodes ( 6 ) printed circuit board ( 5 . 9 . 14 . 15 . 17 ), characterized in that the second circuit board ( 9 . 14 . 15 . 17 ) of one with LEDs ( 6 ) populated surface of the first circuit board ( 5 . 17 ) is mounted protruding.

Illuminant according to claim 1, characterized in that the second circuit board ( 9 . 14 . 15 . 17 ) in a main beam direction (A) on the first printed circuit board ( 5 ) mounted LEDs ( 6 ) extends parallel plane.

Illuminant according to claim 1 or 2, characterized in that the light-emitting diodes ( 6 ) each have a housing with a one-piece lens.

Illuminant according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the printed circuit boards ( 9 . 14 . 15 ) one as a connector ( 12 ) has a connector formed edge.

Illuminant according to claim 4, characterized in that one to the plug ( 12 ) complementary socket ( 10 ) on the base or on another circuit board ( 5 ) is mounted.

Illuminant according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit boards ( 5 . 9 . 14 . 15 . 17 ) from a diffuser ( 7 ) are surrounded.

Illuminant according to claim 6, characterized in that the diffusing screen ( 7 ) consists of a plastic material.

Illuminant according to claim 6 or 7, characterized in that the diffusing screen ( 7 ) at least one inward, one edge of at least one of the circuit boards ( 5 . 9 . 14 . 15 claw ( 13 ) having.

Illuminant according to one of claims 6 to 8, characterized in that the diffusing screen ( 7 ) is essentially spherical or cylindrical.

Illuminant according to one of the preceding claims, characterized in that the base ( 2 ) is adapted for mounting the lamp in a bulb holder.